光とは？
人にわかるように説明するのは難しい、黒豆柴です🍀
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光を説明する✨
黒豆柴：光ってなに？って聞かれたらなんて説明するの？
虹 郎：光の説明は正直難しいです。
黒豆柴：どうして？
虹 郎：質問してきた人の理解度やイメージで説明が変ります。
黒豆柴：じゃあ、お母さんに説明するときは？
白熊猫への説明✨
身の回りには、太陽の光や照明の光などいろいろな光があります。
人の目に見える光は、可視光とよばれ『虹』をイメージすると理解しやすいです。
可視光は400nm～700nmの波長範囲の光のことをいいます。
400nmぐらいの光は紫色になり、藍色、青色、緑色、黄色、橙色、赤色の700nmになるほど、波長が長いです。
色の違いは波長の長さの違いが影響しています。
波長が長くなると目には見えなくなってきて赤外線とよばれます。
TVのリモコンは赤外線を利用した通信です。
波長が短くなっても紫外線とよばれ目には見えなくなります。
エネルギーの高い紫外線が、日焼けの原因です。
なるほど、息子が光を妻に説明するときは、『波』として目に見えるイメージで説明をするようです。
黒豆柴への説明✨
黒豆柴：じゃあ、ボクに説明するときは？
虹 郎：それが一番難しいです。
黒豆柴：ん？なんで？
光を説明するには、知っておいた方がいい前提知識や理論があります。
電磁気学や量子力学とよばれる理論や数式です。
電磁気学✨
電磁気学は、電磁的現象を電荷と電磁場の相互作用として説明します。
◎ローレンツ力
・電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力
◎マクスウェル方程式
・電磁場の振舞いを記述
・電荷や電流が電磁場に与える影響を記述
マクスウェル方程式から電磁場の波が電磁波であると導かれました。
電磁波は、波長によって電波、光（赤外線、可視光線、紫外線）、X線、ガンマ線と呼ばれます。
量子力学✨
光が電磁波であるという描像では、説明できない現象が数多く発見され、光を粒子であると説明する量子力学が誕生しました。
（光の粒子性）
・光電効果
・黒体放射のエネルギー密度
・コンプトン効果
量子電磁気学✨
量子電磁力学では、荷電粒子間に働く電磁相互作用を光子の受け渡しによるものと考えます。
光は波でもなく粒子でもなく光子という概念の導入です。
電子がもつ電荷が常に連続的に保存することを要請すると光子場が自然に定義されます。
ゲージ場と呼ばれる光子場は、厳密に質量が 0となり、光子の質量が 0という光速度不変の原理へと繋がっています。
数式✨
数式で説明するのがもっとも理解がしやすいようです。
例えば、アインシュタインの特殊相対性理論には、世界一有名な数式があります。
$${E=mc^2}$$
静止系でのエネルギーと質量の関係式です。
質量がエネルギーに変ることは、イメージするのが難しいですが、数式の左辺と右辺が等しいということは理解ができます。
ただ、数式で説明したとしても複雑な数式を理解できないボクには十分に伝わらないため、結局は、興味をもって知りたがるボクへの説明が一番難しいということのようです。
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ここまで読んで頂き、ありがとうございます。
少しづつ更新していきますので、よろしくお願いします✨
ひとそれぞれ理解度が違うことを理解する、黒豆柴でした🍀
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